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        論如何建立施工控制網(wǎng)

        2016-02-05 01:39:29郭彥明劉朋俊
        地球 2016年12期
        關(guān)鍵詞:變形工程施工

        ■郭彥明 劉朋俊

        (黃河勘測規(guī)劃設(shè)計公司 河南 鄭州450045)

        論如何建立施工控制網(wǎng)

        ■郭彥明 劉朋俊

        (黃河勘測規(guī)劃設(shè)計公司 河南 鄭州450045)

        論述投影變形的產(chǎn)生以及規(guī)范對變形的要求,如何利用變換子央子午線和轉(zhuǎn)換參數(shù)來消除投影變形,還有根據(jù)平均高程面高程求取變換系數(shù)和選擇歸化基點(diǎn),通過計算公式來消除高程投影面投影變形影響。

        施工控制網(wǎng)高斯投影高程投影面中央子午線高程抵償面

        一項工程建設(shè)往往需要建立自已的工程坐標(biāo)系,在此基礎(chǔ)上建立施工控制網(wǎng)來保證測量精度,確保工程施工順利實施,實現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)。根據(jù)國家工程測量規(guī)范(GB50026-2007)中的規(guī)定,平面控制網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng),應(yīng)滿足測區(qū)內(nèi)投影長度變形不大于2.5cm/Km要求。也就是坐標(biāo)反算距離和兩點(diǎn)實際距離之差與實際距離之比不能超過1/40000。

        國家現(xiàn)用的兩種坐標(biāo)系即Beijing1954和西安80坐標(biāo)系都是在標(biāo)準(zhǔn)橢球面進(jìn)行投影,而實際工程施工是在不同的大地高程面上,而不是在標(biāo)準(zhǔn)橢球面上。大地坐標(biāo)相同的兩個點(diǎn)在不同的橢球面上的距離不同的,和標(biāo)準(zhǔn)橢球相比可以用公式:⊿ S2= 來表示,⊿S2為投影高程面長度變形率,H為投影高程面高程,R為地球半徑。當(dāng)H=160m 時,⊿ S≈2.5cm/Km。

        如果兩種變形值一樣的話,也就是高斯投影變形剛好抵償高程面變形,那么就可以直接使用國家投影坐標(biāo),不用進(jìn)行坐標(biāo)換算。但是往往兩者不能相互抵償,需要做一些變換和計算。

        下面就針對不工程的不同情況,討論如何建立一個工程坐標(biāo)系,進(jìn)而布設(shè)滿足需要的施工控制網(wǎng),建立施工控制網(wǎng)一般要滿足兩個條件,(1)應(yīng)滿足測區(qū)內(nèi)投影長度變形不大于2.5cm/Km要求。也就是坐標(biāo)反算距離和兩點(diǎn)實際距離之差與實際距離之比不能超過1/40000。(2)施工控制網(wǎng)的坐標(biāo)應(yīng)盡量和國家坐標(biāo)一致,目的是可以方便利用原來測量資料,也容易和別的測量成果相兼容?,F(xiàn)在一般用靜態(tài)GPS的方法施測施工控制網(wǎng),分三種情況介紹如何建立GPS施工控制網(wǎng)。

        1 只考慮消除高斯投影變形的影響

        高斯投影變形主要是受橫坐標(biāo)的影響,只考慮東西向即可,如測區(qū)東端點(diǎn) A1:BA1=35?54’13",LA1=103?09’48"、A2:BA2=36? 03’43",LA2=103?29’44",中間點(diǎn) A0:BA0=35?58’58",LA0=103? 19’46"、取二點(diǎn)的中間點(diǎn)A0經(jīng)度的平均值L=103?19’46"(為了方便,A0值可以保留整分或整秒)作為中央子午線,重新投影計算。為了和原坐標(biāo)保持一致,還要有三個參數(shù),北平移量、東平移量和旋轉(zhuǎn)角度。按三度分帶,三個點(diǎn)位于中央子午線105度的35帶。分別求出三個點(diǎn)在中央子午線為105度和103?19’46"的兩個坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo),A0點(diǎn)在兩個坐標(biāo)系統(tǒng)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)差值即分別為北平移量、東平移量兩個平移參數(shù)。A1和A2在兩個坐標(biāo)系統(tǒng)的方位角差異即為旋轉(zhuǎn)參數(shù)。這樣就可以通過改變中央子午的線并加上所求的三個轉(zhuǎn)換參數(shù)的方法就可以建立一個消除高斯投影變形的影響。

        2 只考慮消除高程面投影變形的影響

        3 同時考慮高斯投影變形和高程面投影變形的影響

        綜上所述,為了消除投影變形,可以通過變換中央子午線、平均高程面投影變換系數(shù)、以及二者聯(lián)合應(yīng)用和抵償高程面的方法來實現(xiàn)。在采用上述方法一定注意以下幾點(diǎn):1、無論采用哪種方法,基點(diǎn)選擇一定要慎重,不能隨心所欲,一般選擇施工區(qū)的中心,如果是線性工程,如道路、水渠、輸水遂洞等,要選線路的中間部位。2、投影面的高程一般選施工區(qū)的平均高程面,地下開挖工程,要以開挖面作高程投影面,地下遂洞要以貫通面作為高程投影面。工作中碰上多個例子,就是因為在勘測規(guī)劃時沒有考慮投影變形,或者選擇的基點(diǎn)不當(dāng),給以后施工造成很大困惑,甚至造成一定的損失。

        [1]田林亞,工程控制測量》,武漢大學(xué)出版社,2011年

        P62[文獻(xiàn)碼]B

        1000-405X(2016)-12-257-1

        郭彥明(1972~),男,工程師,研究方向為工程測量及施工管理。

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